充电立体车库充电桩与电动汽车自连接与分离技术
赵波
-/先进制造与自动化
电动汽车是指以车载电源为动力，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动汽车电机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前市场上许多汽车品牌都推出了各自的电动汽车，电动汽车因其环保，不限号，政策等因素，使得近年来更多消费者购车倾向于购买电动汽车，但是目前我国充电桩的普及率较低。同时在家中充电也不方便，有的小区不一定会配备充电桩。即使配备了，数量少、坏了没人修等问题时有发生。而且电动车的充电桩也是容易坏放到燃油车上，就相当于去加油站加油，加油枪坏掉了，加不了油。根据充电网有发布《第二季运营商充电服务大调查》：95%的车主都遇到过充电桩故障。其中最多的，是充电桩没网络，占了42.11%。对于充电桩来说，还有一件事情很糟心，就是充电桩和加油站又不一样，它比较难找。汽油车加油的时候，加油站一般比较明显，门口有个牌子立着，红红的一个大顶，很远就能看见。但对于电动车来说，充电桩找起来很麻烦，没有统一的标识，而且每一种充电桩还需要不同的APP。根据我们的调查，特来电、充电网、e充电、星星充电等各种软件，五花八门，一个手机屏幕上面被APP全部装满了。同样参考充电网发布的《第二季运营商充电服务大调查》里面讲。有80%的用户都遇到过找不到充电桩的情况，主要原因就是指示牌提示不明、引导标识少，都不知道这儿有个充电桩。很多公司为了避免产生额外的电费，还会选择关掉长期不使用的充电桩，这就变成“僵尸桩”了。《自然资源保护协会》发布的一个研究报告：市场上充电桩的利用率不足10%，大量充电桩处于无人维护的状态。就算找到了，有可能没电，非常影响心情。所以这个如何使电动汽车的充电桩在工作时实现高效率、不工作时低能耗、充电桩的耐久、明显的充电桩引导标志等问题已经严重限制了电动汽车的发展，现在这些问题都急需解决。
随着汽车的数量每年剧增，根据调查，目前我国停车位缺口超过5000万个，停车形势非常严峻。“停车难”已成为各个城市的普遍现象，在严重影响人们生活的同时，极大的阻碍了社会的发展。现在去稍微繁华一点的街区去停车可谓是“一位难求”，在一些繁华的大城市的闹市取开车可谓是只可进，不可出。而在繁华街区的土体可以用寸土寸金来形容也不为过，而且在车道上划出的停车位数量远远低于要停车的数量，这大大降低人们的停车效率。现在有效的解决方法是建造立式停车楼，首先，这样的立体停车楼会减少停车造成的空间浪费和平面占用，极大的节省空间，提升交通的空间利用率。其次，立体停车楼可以更方便停车师傅取车和停车，因为这样停车场都是有专门上和下的通道的，互不干扰。再有，立体停车场更加方便车辆的管理，车辆在进出时都有摄像头看着，不会出现丢车的现象。最后，这样的停车场可以有效保护车辆免受大雨或烈日的煎熬，延长车辆的使用寿命。所以说目前建造立体停车库是相当必要的。
为了有效缓解这一现象，我们拟对智能充电立体车库充电桩升级改造项目的研究，即为了解决电动汽车充电桩的各种难题，也为建设新型立体车库贡献我们的能力。我们在原立体机械车库上加装无桩充电设备，充电口可自动连接，分离充电车辆，能实现智能控制，自动计费等功能。该项目实施分三个阶段，部分设备采购，机械车库加装充电桩设计，建成标准化厂房，购置激光切割机，龙门式机床，数控三维钻，数控折弯机等设备，项目组开展充电控制口结构设计，充电连接控制口硬件设计、充电连接控制口程序开发。本项目团队拥有较为齐全的设备及测试实验装置，可满足本项目开展项目所需要研究的传感器研究的硬件需求。主要设备如下：行星球磨机、滚筒球磨机、高温烧结炉（Nabertherm，LHT08/18 1800 ℃）、气氛烧结炉、马弗炉、管式炉、3D陶瓷打印机、成型压机、抛光机、磁控溅射系统（NSC-3500，NANO Master）、匀胶旋涂仪（Spin Coater，Laurell，MSC650M23N）、干燥箱、真空干燥箱等。主要测试仪器包括：X射线衍射仪(XRD，Rigaku，D/max-Ultima IV)、高分辨环境扫描电子显微镜（ESEM，FEI，Quanta 250 FEG）、阻抗分析仪/LCR表（Agilent，E4980A）、阻抗材料分析仪（E4991A）、振动样品磁强计（VSM）、品质因数测试仪、磁阻测试系统、扫描探针显微镜(SPM，Bruker，Dimension Icon)、铁电测试系统（FCE，aixPES, aixACCT Systems GmbH）、拉曼光谱仪（Raman，Renishaw，inVia）、离子溅射仪（EMS150T）、电化学工作站（BUVZ02，Zarner）、高温介电测试系统（咸阳惠远自动化设备有限公司）、极化装置（器件耐压测试）、准静态压电常数d33测量仪(江苏联能电子技术有限公司，YE2730A)等。目前具有的场地及仪器设备能满足本项目开展所需的制备合成、器件制作及基本的性能测试条件。
